ISO 642:1999
(Main)Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (essai Jominy)
La présente Norme internationale spécifie la méthode de détermination de la trempabilité de l'acier par trempe en bout (essai Jominy), à l'aide d'une éprouvette de 25 mm de diamètre et 100 mm de longueur.NOTE Par accord et pour un domaine donné d'application, l'essai décrit dans la présente Norme internationale peut être remplacé par le calcul de la courbe Jominy conformément à un modèle mathématique accepté (voir annexe C). En cas de litige, l'essai doit être effectué.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 642
Second edition
1999-09-01
Steel — Hardenability test by end
quenching (Jominy test)
Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (essai Jominy)
A
Reference number
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Principle.1
4 Symbols and designations .2
5 Form of test pieces and their preparation.2
6 Apparatus .3
7 Heating and quenching of test piece.6
8 Preparation for, and measurement of, hardness after quenching.6
9 Expression of results .7
10 Test report .8
Annex A (informative) Specification for the hardenability of a product .10
Annex B (informative) Additional information to clause 10 .13
Annex C (informative) Calculation of the hardenability.15
Bibliography.16
© ISO 1999
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
ii
© ISO
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 642 was prepared by Technical Committee ISO /TC 17 Steel, Subcommittee SC 7,
Methods of testing (other than mechanical tests and chemical analysis).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 642:1979) which has been technically revised.
Annexes A, B, and C of this International Standard are for information only.
iii
INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 642:1999(E)
Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
1 Scope
This International Standard specifies a method for determining the hardenability of steel by end quenching (Jominy
test) by using a test piece 25 mm in diameter and 100 mm long.
NOTE By agreement and for a defined field of application, the test described in this International Standard may be replaced by
the calculation of the Jominy curve in accordance with an accepted mathematical model (see annex C). In case of dispute, the
test shall be carried out.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method.
ISO 6507-1,
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K,
N, T)
.
ISO 6508-2, Metallic materials — Rockwell hardness test) — Part 2: Verification and calibration of testing machines
(scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
.
ISO 6508-3, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks (scales A, B, C,
D, E, F, G, H, K, N, T).
3 Principle
The test consists of:
a) heating a cylindrical test piece to a specified temperature in the austenitic range for a specified period of time;
b) quenching it by spraying water on one of its ends under specified conditions;
c) measuring the hardness at certain given points, on longitudinal flats made on the test piece, in order to
determine the hardenability of the steel by variations of this hardness.
© ISO
4 Symbols and designations
Symbol Designation Value
Total length of test piece
L
(100 ± 0,5) mm
D Diameter of test piece +05,
25 mm
()
Time during which test piece is maintained at heating temperature +5
t
30 min
()
t Maximum time lag between removal of test piece from furnace and start 5 s
m
of quenching
Temperature of cooling water
T
(20 ± 5) °C
a Internal diameter of vertical water supply pipe
(12,5 0,5) mm
±
h Height of water jet without test piece in position
(65 ± 10) mm
Distance from end of water supply pipe to lower end of test piece
l
(12,5 ± 0,5) mm
e Depth of flats for measurement of hardness (0,4 to 0,5) mm
d Distance, in millimetres, from quenched end to points where hardness is measured
Jxx-d Jominy hardenability index at distance d, in Rockwell HRC-mm
JHVxx-d Jominy hardenability index at distance d, in Vickers HV 30-mm
5 Form of test pieces and their preparation
5.1 Sampling
In the absence of specific requirements in the product standard, and unless otherwise agreed on the order and
regardless of the thickness (or diameter) of the product, the sampling of test piece from the product can be made:
either by hot rolling or forging of test piece with 30 mm to 32 mm diameter;
+ 05, + 5
or by machining of test piece with diameter 25 mm whose axis shall be at least at 20 mm from the
() ()
0 0
surface product (see Figure 1).
In case of products from continuous casting, a minimum reduction ratio 8:1 is recommended before sampling.
In all the forming processes preceding the machining of the test piece, the deformation of the product from all sides
should be as uniform as possible.
In the case of a separately cast reference test piece, the original cross section before deformation must be at least
three times that corresponding to the required diameter of 30 mm to 32 mm.
By special agreement, the test piece can be obtained by a suitable casting process and tested in the as-cast
condition.
The flats of the test piece shall have their axes at approximately the same distance from the product surface (see
Figure 1). For this purpose, the test piece shall be marked so that its position in the round bar can be clearly
recognized.
© ISO
5.2 Dimensions
The test piece shall consist of a round bar machined to a diameter of 25 mm and a length of 100 mm.
5.2.1
5.2.2 The end of the test piece which will not be quenched shall be 30 mm to 32 mm or 25 mm in diameter,
depending upon the form of that end. Two examples, test pieces with a flange or an undercut (to permit rapid
centring and fitting in position for the quenching operation by means of an appropriate support) are shown in
Figure 2.
5.2.3 The test piece shall, if necessary, be marked (on the end opposite to the end to be quenched) to enable its
position to be identified in relation to the original product.
5.3 Heat treatment
Unless otherwise agreed, the test piece shall be normalized before machining and quenching. The normalizing
process shall be carried out at the average temperature within the range specified in the material standard. If the
material standard does not specify a temperature for normalizing, the normalizing temperature shall be subject to
special agreement or duly selected by the testing department. The holding time at normalizing temperature shall be
+5
30 min .
()
The heat treatment shall be carried out in each case in such a way that the finish-machined test piece shows
absolutely no traces of decarburization.
5.4 Machining
The cylindrical surface of the test piece shall be machined by fine turning; the surface of the test piece end to be
quenched shall have a reasonably fine finish, preferably obtained by fine grinding, and should be free from burrs
(see Figure 2).
6 Apparatus
The apparatus consists of a device for quenching the test piece.
6.1 The quenching device consists essentially of a means of suddenly inducing the water jet to impinge on the end
of the test piece to be quenched. This can be realized e.g., by a quick action tap and a system to adjust the flow
rate of the water or a disc allowing the water jet to be released and cut off rapidly (see Figure 3). In the case of a
quick action tap the length of the water supply pipe behind the tap shall be at least 50 mm in order to ensure non-
turbulent water flow.
6.2 The relative positions of the end of the water supply pipe and the test piece support shall be such that the
distance between the end of the water supply pipe and the test piece end to be quenched is (12,5 ± 0,5) mm (see
Figure 3).
6.3 The test piece support shall allow precise centring of the test piece above the end of the water supply pipe and
the holding of it in position during spraying. It shall be dry while the test piece is being placed in position; the test
piece shall be protected from water splashes while it is being placed in position as well as before and during the
actual end quenching operation.
6.4 The height of the water jet above the end of the water supply pipe without the test piece in position shall be
(65 ± 10) mm (see Figure 4).
The water temperature in the pipe shall be (20 ± 5) °C.
In the case of comparative tests, tests shall be carried out with the same water temperature.
6.5 The test piece shall be protected from draughts throughout the heating and quenching.
© ISO
Dimensions in millimetres
Key
1 Test flats.
Figure 1 — Sampling by machining of the test piece
Dimensions in millimetres
a) test piece with flange b) test piece with undercut
Figure 2 — Dimensions of test piece
© ISO
Dimensions in millimetres
Key
1 Device for fixing and centring the test piece. 4 End of water supply pipe.
2 Test piece in position. 5 Quick-action tap.
3 Disc. 6 Water supply pipe.
Figure 3 — Diagram of quenching device
© ISO
Dimensions in millimetres
Key
1 Height of free water jet.
2 Diameter of end of water supply pipe.
Figure 4 — End of water supply pipe
7 Heating and quenching of test piece
7.1 Heating
7.1.1 The test piece shall be heated uniformly to the temperature specified in the relevant product standard or fixed
+5
by special agreement for at least 20 min and then maintained for 30 min at the agreed-upon temperature. For
()
particular types of furnace, this period can be determined as a result of previous experience establishing the
minimum time necessary for the centre of the test piece to reach the desired temperature (this temperature can be
verified by means of, e.g., a thermocouple placed in a hole drilled along the axis of the test piece at the head end).
7.1.2 Precautions shall be taken to minimize decarburization or carburization of the test piece, and to avoid any
marked oxidation with formation of scale.
7.2 Quenching
The time between removal of the test piece from the furnace and the commencement of spraying shall not
7.2.1
exceed 5 s.
During its removal from the furnace and positioning in the holder, the test piece shall only be held with the tongs at
the end which is not to be quenched either on the flange side or the undercut side.
7.2.2 The time of spraying shall be at least 10 min. After this time, the cooling of the test piece can be completed
by immersing it in cold water.
8 Preparation for, and measurement of, hardness after quenching
8.1 Two flats for measuring the hardness shall be ground on the surface 180° apart and parallel to the axis of the
test piece. In the case of test pieces prepared by machining, the two flats shall be at the same distance from the
product surface (see Figure 1). They shall be from 0,4 mm to 0,5 mm deep. These flats shall be machined using an
© ISO
abundant supply of coolant with fine grinding wheel to avoid any heating which is likely to modify the microstructure
of the test piece.
8.2 It should be ascertained, as follows, that no softening has been caused by grinding: immerse the test piece in a
5 % (V/V) nitric acid solution in water until it is completely blackened. The colour obtained shall be uniform.
If there are any stains,
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 642
Second edition
1999-09-01
Steel — Hardenability test by end
quenching (Jominy test)
Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (essai Jominy)
A
Reference number
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Principle.1
4 Symbols and designations .2
5 Form of test pieces and their preparation.2
6 Apparatus .3
7 Heating and quenching of test piece.6
8 Preparation for, and measurement of, hardness after quenching.6
9 Expression of results .7
10 Test report .8
Annex A (informative) Specification for the hardenability of a product .10
Annex B (informative) Additional information to clause 10 .13
Annex C (informative) Calculation of the hardenability.15
Bibliography.16
© ISO 1999
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
ii
© ISO
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 642 was prepared by Technical Committee ISO /TC 17 Steel, Subcommittee SC 7,
Methods of testing (other than mechanical tests and chemical analysis).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 642:1979) which has been technically revised.
Annexes A, B, and C of this International Standard are for information only.
iii
INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 642:1999(E)
Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
1 Scope
This International Standard specifies a method for determining the hardenability of steel by end quenching (Jominy
test) by using a test piece 25 mm in diameter and 100 mm long.
NOTE By agreement and for a defined field of application, the test described in this International Standard may be replaced by
the calculation of the Jominy curve in accordance with an accepted mathematical model (see annex C). In case of dispute, the
test shall be carried out.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method.
ISO 6507-1,
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G, H, K,
N, T)
.
ISO 6508-2, Metallic materials — Rockwell hardness test) — Part 2: Verification and calibration of testing machines
(scales A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T)
.
ISO 6508-3, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks (scales A, B, C,
D, E, F, G, H, K, N, T).
3 Principle
The test consists of:
a) heating a cylindrical test piece to a specified temperature in the austenitic range for a specified period of time;
b) quenching it by spraying water on one of its ends under specified conditions;
c) measuring the hardness at certain given points, on longitudinal flats made on the test piece, in order to
determine the hardenability of the steel by variations of this hardness.
© ISO
4 Symbols and designations
Symbol Designation Value
Total length of test piece
L
(100 ± 0,5) mm
D Diameter of test piece +05,
25 mm
()
Time during which test piece is maintained at heating temperature +5
t
30 min
()
t Maximum time lag between removal of test piece from furnace and start 5 s
m
of quenching
Temperature of cooling water
T
(20 ± 5) °C
a Internal diameter of vertical water supply pipe
(12,5 0,5) mm
±
h Height of water jet without test piece in position
(65 ± 10) mm
Distance from end of water supply pipe to lower end of test piece
l
(12,5 ± 0,5) mm
e Depth of flats for measurement of hardness (0,4 to 0,5) mm
d Distance, in millimetres, from quenched end to points where hardness is measured
Jxx-d Jominy hardenability index at distance d, in Rockwell HRC-mm
JHVxx-d Jominy hardenability index at distance d, in Vickers HV 30-mm
5 Form of test pieces and their preparation
5.1 Sampling
In the absence of specific requirements in the product standard, and unless otherwise agreed on the order and
regardless of the thickness (or diameter) of the product, the sampling of test piece from the product can be made:
either by hot rolling or forging of test piece with 30 mm to 32 mm diameter;
+ 05, + 5
or by machining of test piece with diameter 25 mm whose axis shall be at least at 20 mm from the
() ()
0 0
surface product (see Figure 1).
In case of products from continuous casting, a minimum reduction ratio 8:1 is recommended before sampling.
In all the forming processes preceding the machining of the test piece, the deformation of the product from all sides
should be as uniform as possible.
In the case of a separately cast reference test piece, the original cross section before deformation must be at least
three times that corresponding to the required diameter of 30 mm to 32 mm.
By special agreement, the test piece can be obtained by a suitable casting process and tested in the as-cast
condition.
The flats of the test piece shall have their axes at approximately the same distance from the product surface (see
Figure 1). For this purpose, the test piece shall be marked so that its position in the round bar can be clearly
recognized.
© ISO
5.2 Dimensions
The test piece shall consist of a round bar machined to a diameter of 25 mm and a length of 100 mm.
5.2.1
5.2.2 The end of the test piece which will not be quenched shall be 30 mm to 32 mm or 25 mm in diameter,
depending upon the form of that end. Two examples, test pieces with a flange or an undercut (to permit rapid
centring and fitting in position for the quenching operation by means of an appropriate support) are shown in
Figure 2.
5.2.3 The test piece shall, if necessary, be marked (on the end opposite to the end to be quenched) to enable its
position to be identified in relation to the original product.
5.3 Heat treatment
Unless otherwise agreed, the test piece shall be normalized before machining and quenching. The normalizing
process shall be carried out at the average temperature within the range specified in the material standard. If the
material standard does not specify a temperature for normalizing, the normalizing temperature shall be subject to
special agreement or duly selected by the testing department. The holding time at normalizing temperature shall be
+5
30 min .
()
The heat treatment shall be carried out in each case in such a way that the finish-machined test piece shows
absolutely no traces of decarburization.
5.4 Machining
The cylindrical surface of the test piece shall be machined by fine turning; the surface of the test piece end to be
quenched shall have a reasonably fine finish, preferably obtained by fine grinding, and should be free from burrs
(see Figure 2).
6 Apparatus
The apparatus consists of a device for quenching the test piece.
6.1 The quenching device consists essentially of a means of suddenly inducing the water jet to impinge on the end
of the test piece to be quenched. This can be realized e.g., by a quick action tap and a system to adjust the flow
rate of the water or a disc allowing the water jet to be released and cut off rapidly (see Figure 3). In the case of a
quick action tap the length of the water supply pipe behind the tap shall be at least 50 mm in order to ensure non-
turbulent water flow.
6.2 The relative positions of the end of the water supply pipe and the test piece support shall be such that the
distance between the end of the water supply pipe and the test piece end to be quenched is (12,5 ± 0,5) mm (see
Figure 3).
6.3 The test piece support shall allow precise centring of the test piece above the end of the water supply pipe and
the holding of it in position during spraying. It shall be dry while the test piece is being placed in position; the test
piece shall be protected from water splashes while it is being placed in position as well as before and during the
actual end quenching operation.
6.4 The height of the water jet above the end of the water supply pipe without the test piece in position shall be
(65 ± 10) mm (see Figure 4).
The water temperature in the pipe shall be (20 ± 5) °C.
In the case of comparative tests, tests shall be carried out with the same water temperature.
6.5 The test piece shall be protected from draughts throughout the heating and quenching.
© ISO
Dimensions in millimetres
Key
1 Test flats.
Figure 1 — Sampling by machining of the test piece
Dimensions in millimetres
a) test piece with flange b) test piece with undercut
Figure 2 — Dimensions of test piece
© ISO
Dimensions in millimetres
Key
1 Device for fixing and centring the test piece. 4 End of water supply pipe.
2 Test piece in position. 5 Quick-action tap.
3 Disc. 6 Water supply pipe.
Figure 3 — Diagram of quenching device
© ISO
Dimensions in millimetres
Key
1 Height of free water jet.
2 Diameter of end of water supply pipe.
Figure 4 — End of water supply pipe
7 Heating and quenching of test piece
7.1 Heating
7.1.1 The test piece shall be heated uniformly to the temperature specified in the relevant product standard or fixed
+5
by special agreement for at least 20 min and then maintained for 30 min at the agreed-upon temperature. For
()
particular types of furnace, this period can be determined as a result of previous experience establishing the
minimum time necessary for the centre of the test piece to reach the desired temperature (this temperature can be
verified by means of, e.g., a thermocouple placed in a hole drilled along the axis of the test piece at the head end).
7.1.2 Precautions shall be taken to minimize decarburization or carburization of the test piece, and to avoid any
marked oxidation with formation of scale.
7.2 Quenching
The time between removal of the test piece from the furnace and the commencement of spraying shall not
7.2.1
exceed 5 s.
During its removal from the furnace and positioning in the holder, the test piece shall only be held with the tongs at
the end which is not to be quenched either on the flange side or the undercut side.
7.2.2 The time of spraying shall be at least 10 min. After this time, the cooling of the test piece can be completed
by immersing it in cold water.
8 Preparation for, and measurement of, hardness after quenching
8.1 Two flats for measuring the hardness shall be ground on the surface 180° apart and parallel to the axis of the
test piece. In the case of test pieces prepared by machining, the two flats shall be at the same distance from the
product surface (see Figure 1). They shall be from 0,4 mm to 0,5 mm deep. These flats shall be machined using an
© ISO
abundant supply of coolant with fine grinding wheel to avoid any heating which is likely to modify the microstructure
of the test piece.
8.2 It should be ascertained, as follows, that no softening has been caused by grinding: immerse the test piece in a
5 % (V/V) nitric acid solution in water until it is completely blackened. The colour obtained shall be uniform.
If there are any stains,
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 642
Deuxième édition
1999-09-01
Acier — Essai de trempabilité par trempe
en bout (Essai Jominy)
Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
A
Numéro de référence
Sommaire
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Principe.1
4 Symboles et désignations .2
5 Forme et préparation des éprouvettes .2
6 Appareillage .3
7 Chauffage et trempe de l'éprouvette.6
8 Préparation pour le mesurage de la dureté après trempe et mesurage.6
9 Expression des résultats .7
10 Rapport d'essai .8
Annexe A (informative) Spécification de la trempabilité d'un produit .10
Annexe B (informative) Information complémentaire à l'article 10 .13
Annexe C (informative) Calcul des courbes Jominy.15
Bibliographie.16
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii
© ISO
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 642 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 7,
Méthodes d'essais (autres que les essais mécaniques et les analyses chimiques).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 642:1979), dont elle constitue une révision
technique.
Les annexes A, B et C de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
iii
NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 642:1999(F)
Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (Essai Jominy)
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie la méthode de détermination de la trempabilité de l'acier par trempe en
bout (essai Jominy), à l'aide d'une éprouvette de 25 mm de diamètre et 100 mm de longueur.
NOTE Par accord et pour un domaine donné d'application, l'essai décrit dans la présente Norme internationale peut être
remplacé par le calcul de la courbe Jominy conformément à un modèle mathématique accepté (voir annexe C). En cas de
litige, l'essai doit être effectué.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d’essai.
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C, D,
E, F, G, H, K, N, T).
ISO 6508-2,
Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d'essai (échelles A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T).
ISO 6508-3, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
(échelles A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T).
3 Principe
L'essai consiste
a) à chauffer une éprouvette cylindrique à une température spécifiée dans le domaine austénitique pendant une
durée déterminée;
b) à la tremper par arrosage à l'eau sur l'une de ses extrémités dans des conditions spécifiées;
c) à mesurer la dureté en certains points fixés sur les méplats longitudinaux faits sur l'éprouvette, en vue de
caractériser la trempabilité de l'acier par les variations de cette dureté.
© ISO
4 Symboles et désignations
Symbole Désignation Valeur
L Longueur totale de l'éprouvette
(100 ± 0,5) mm
D
Diamètre de l'éprouvette +05,
25 mm
()
t + 5
Durée du maintien de l'éprouvette à la
30 min
()
température de chauffage
t
Délai maximal entre la sortie de l'éprouvette du 5 s
m
four et le début de la trempe
T Température de l'eau de refroidissement
(20 ± 5) °C
a
Diamètre intérieur de la buse verticale d'arrivée
(12,5 ± 0,5) mm
d'eau
h
Hauteur du jet d'eau en l'absence de l'éprouvette
(65 ± 10) mm
l Distance de l'extrémité de l'ajutage à la base de
(12,5 ± 0,5) mm
l'éprouvette
e
Profondeur des méplats pour le mesurage de la (0,4 à 0,5) mm
dureté
d
Distance, en millimètres, des points de mesurage de la dureté à l'extrémité
trempée
Jxx-d Indice de trempabilité Jominy à la distance, d, en Rockwell HRC-mm
JHVxx-d Indice de trempabilité Jominy à la distance, d, en Vickers HV 30-mm
5 Forme et préparation des éprouvettes
5.1 Échantillonnage
En l'absence d'indications dans la norme de produit et sauf autres dispositions prévues par accord à la commande,
et quelle que soit l'épaisseur (ou le diamètre) du produit, le prélèvement des éprouvettes dans le produit peut être
effectué
soit par corroyage à chaud – laminage ou forgeage – d'éprouvettes de 30 mm à 32 mm de diamètre;
+05,
soit par usinage d'éprouvettes de diamètre 25 mm ayant leur axe à une distance d'au moins
()
+ 5
20 mm de la surface du produit (voir Figure 1).
()
Dans le cas de produits de coulée continue, un taux de corroyage minimal de 8:1 est recommandé avant d'effectuer
l'échantillonnage.
Dans les opérations de formage précédant l'usinage de l'éprouvette, la déformation du produit doit être aussi
uniforme que possible à partir de toutes ses faces.
Dans le cas d'un lingotin de coulée, la section initiale avant déformation doit être au moins trois fois celle
correspondant au diamètre requis de 30 mm à 32 mm.
Par accord particulier, l'éprouvette peut être obtenue par un procédé approprié de moulage et doit être utilisée à
l'état brut de moulage.
© ISO
Les méplats de l'éprouvette doivent avoir leur axe situé à peu près à la même distance de la surface du produit (voir
Figure 1). Dans ce but, l'éprouvette doit être marquée afin que sa position dans la barre puisse être clairement
déterminée.
5.2 Dimensions de l'éprouvette
5.2.1 L'éprouvette doit être constituée par un barreau cylindrique usiné, de 25 mm de diamètre et de 100 mm de
longueur.
5.2.2 L'extrémité de l'éprouvette qui ne sera pas trempée doit avoir un diamètre compris entre 30 mm et 32 mm ou
égal à 25 mm, selon sa forme. Deux exemples d'éprouvettes avec un collet ou une saignée (pour permettre à l'aide
d'un support approprié une mise en position et centrage rapides pour l'opération de trempe) sont donnés à
la Figure 2.
5.2.3 L'éprouvette doit porter, si nécessaire, des repères (sur l'extrémité opposée à l'extrémité destinée à être
trempée), tels qu'ils permettent de retrouver son orientation par rapport au produit d’origine.
5.3 Traitement thermique
Sauf accord contraire, l'éprouvette doit subir un traitement de normalisation avant l'usinage et l'opération de trempe.
Le traitement de normalisation doit être effectué à la température moyenne de la fourchette de température
spécifiée dans la norme de produit. Si la norme de produit ne précise pas une température de normalisation, celle-ci
doit faire l'objet d'un accord particulier ou être choisie par le laboratoire d'essai. La durée de maintien à la
+ 5
température de normalisation doit être de 30 min .
()
Le traitement thermique doit être, dans chaque cas, effectué de façon que l'éprouvette usinée ne présente aucune
trace de décarburation.
5.4 Usinage
La surface cylindrique de l'éprouvette doit être usinée par tournage fin; la surface de l'extrémité à tremper de
l'éprouvette doit avoir un fini raisonnablement fin, obtenu de préférence par rectification, et ne doit pas présenter de
bavures (voir Figure 2).
6 Appareillage
L'appareillage est constitué par un dispositif de trempe de l'éprouvette.
6.1 Le dispositif de trempe comprend essentiellement un moyen d'amenée subite du jet d'eau frappant l'extrémité
de l'éprouvette à tremper. Ceci peut être réalisé par exemple par un robinet à action rapide et un système de
réglage du débit d'eau ou un disque permettant l'ouverture et l'interruption rapide du jet d'eau (voir Figure 3). Dans
le cas du robinet à action rapide, la largeur du tuyau d'arrivée d'eau, derrière le robinet, doit être d'au moins 50 mm,
afin de garantir un écoulement non perturbé de l'eau.
6.2 Les positions relatives de la buse et du support d'éprouvette doivent être telles que la distance entre la buse et
la face à tremper de l'éprouvette soit de (12,5 ± 0,5) mm (voir Figure 3).
6.3 Le support d'éprouvette doit permettre le centrage précis de l'éprouvette au-dessus de la buse et assurer sa
fixité pendant l'arrosage. Il doit être sec lorsqu'on y fixe l'éprouvette; celle-ci doit être protégée contre toute
projection d'eau pendant sa mise en place, ainsi qu'avant et pendant la trempe en bout proprement dite.
6.4 La hauteur du jet d'eau au-dessus du plan de la buse, et en l'absence d'éprouvette, doit être de (65 ± 10) mm
(voir Figure 4).
La température de l'eau dans le tuyau doit être de (20 ± 5) °C.
Dans le cas d'essais comparatifs, les essais doivent être effectués avec la même température de l'eau.
© ISO
L'éprouvette doit être à l'abri des courants d'air pendant le chauffage et la trempe.
6.5
Dimensions en millimètres
Légende
1 Méplats d'essai
Figure 1 — Prélèvement par usinage de l'éprouvette
Dimensions en millimètres
a) Éprouvette à collet b) Éprouvette à saignée
Figure 2 — Dimensions de l'éprouvette
© ISO
Dimensions en millimètres
Légende
1 Dispositif de fixation et de centrage de l’éprouvette
2 Éprouvette en place
3 Disque
4 Buse d’arrosage
5 Vanne à ouverture rapide
6 Tuyau d’amenée d’eau
Figure 3 — Schéma du dispositif de trempe
© ISO
Dimensions en millimètres
Légende
1 Hauteur du jet d’eau libre
2 Diamètre de l’orifice de la buse d’arrosage
Figure 4 — Extrémité de la buse d'arrosage
7 Chauffage et trempe de l'éprouvette
7.1 Chauffage
7.1.1 L'éprouvette doit être chauffée de manière uniforme pendant au moins 20 min et maintenue durant
+ 5
30 min à la température spécifiée par la norme de produit correspondante, ou fixée par convention
()
particulière. Pour certains types particuliers de fours, cette durée peut être déterminée sur la base de résultats
d'expériences préalables établissant la durée minimale nécessaire pour que le cœur de l'éprouvette atteigne la
température voulue (cette température peut être vérifiée au moyen, par exemple, d'un thermocouple disposé dans
un trou percé suivant l'axe de l'éprouvette, côté tête).
7.1.2 Toutes précautions doivent être prises pour minimiser la décarburation de l'éprouvette ou sa carburation et
éviter une oxydation marquée avec formation de calamine.
7.2 Trempe
7.2.1 Le temps écoulé entre la sortie de l'éprouvette du four et le début de l'arrosage ne doit pas excéder 5 s.
Pendant sa sortie du four et son positionnement sur le support, l'éprouvette ne doit être tenue avec une pince que
par l'extrémité qui n'a pas été trempée, soit sur le côté du collet, soit sur le côté de la saignée.
7.2.2 L'arrosage doit durer au moins 10 min. Ce délai écoulé, le refroidissement de l'éprouvette peut être
parachevé par son immersion dans l'eau froide.
8 Préparation pour le mesurage de la dureté après trempe et mesurage
8.1 Préparer, par meulage de la surface, deux méplats pour le mesurage de la dureté, situés à 180° l'un de l'autre
et parallèles à l'axe de l'éprouvette. Dans le cas d'éprouvettes préparées par usinage, les deux méplats doivent être
à la même distance de la surface du
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 642
Deuxième édition
1999-09-01
Acier — Essai de trempabilité par trempe
en bout (Essai Jominy)
Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
A
Numéro de référence
Sommaire
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Principe.1
4 Symboles et désignations .2
5 Forme et préparation des éprouvettes .2
6 Appareillage .3
7 Chauffage et trempe de l'éprouvette.6
8 Préparation pour le mesurage de la dureté après trempe et mesurage.6
9 Expression des résultats .7
10 Rapport d'essai .8
Annexe A (informative) Spécification de la trempabilité d'un produit .10
Annexe B (informative) Information complémentaire à l'article 10 .13
Annexe C (informative) Calcul des courbes Jominy.15
Bibliographie.16
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii
© ISO
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 642 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 7,
Méthodes d'essais (autres que les essais mécaniques et les analyses chimiques).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 642:1979), dont elle constitue une révision
technique.
Les annexes A, B et C de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
iii
NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 642:1999(F)
Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (Essai Jominy)
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie la méthode de détermination de la trempabilité de l'acier par trempe en
bout (essai Jominy), à l'aide d'une éprouvette de 25 mm de diamètre et 100 mm de longueur.
NOTE Par accord et pour un domaine donné d'application, l'essai décrit dans la présente Norme internationale peut être
remplacé par le calcul de la courbe Jominy conformément à un modèle mathématique accepté (voir annexe C). En cas de
litige, l'essai doit être effectué.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d’essai.
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C, D,
E, F, G, H, K, N, T).
ISO 6508-2,
Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d'essai (échelles A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T).
ISO 6508-3, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
(échelles A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T).
3 Principe
L'essai consiste
a) à chauffer une éprouvette cylindrique à une température spécifiée dans le domaine austénitique pendant une
durée déterminée;
b) à la tremper par arrosage à l'eau sur l'une de ses extrémités dans des conditions spécifiées;
c) à mesurer la dureté en certains points fixés sur les méplats longitudinaux faits sur l'éprouvette, en vue de
caractériser la trempabilité de l'acier par les variations de cette dureté.
© ISO
4 Symboles et désignations
Symbole Désignation Valeur
L Longueur totale de l'éprouvette
(100 ± 0,5) mm
D
Diamètre de l'éprouvette +05,
25 mm
()
t + 5
Durée du maintien de l'éprouvette à la
30 min
()
température de chauffage
t
Délai maximal entre la sortie de l'éprouvette du 5 s
m
four et le début de la trempe
T Température de l'eau de refroidissement
(20 ± 5) °C
a
Diamètre intérieur de la buse verticale d'arrivée
(12,5 ± 0,5) mm
d'eau
h
Hauteur du jet d'eau en l'absence de l'éprouvette
(65 ± 10) mm
l Distance de l'extrémité de l'ajutage à la base de
(12,5 ± 0,5) mm
l'éprouvette
e
Profondeur des méplats pour le mesurage de la (0,4 à 0,5) mm
dureté
d
Distance, en millimètres, des points de mesurage de la dureté à l'extrémité
trempée
Jxx-d Indice de trempabilité Jominy à la distance, d, en Rockwell HRC-mm
JHVxx-d Indice de trempabilité Jominy à la distance, d, en Vickers HV 30-mm
5 Forme et préparation des éprouvettes
5.1 Échantillonnage
En l'absence d'indications dans la norme de produit et sauf autres dispositions prévues par accord à la commande,
et quelle que soit l'épaisseur (ou le diamètre) du produit, le prélèvement des éprouvettes dans le produit peut être
effectué
soit par corroyage à chaud – laminage ou forgeage – d'éprouvettes de 30 mm à 32 mm de diamètre;
+05,
soit par usinage d'éprouvettes de diamètre 25 mm ayant leur axe à une distance d'au moins
()
+ 5
20 mm de la surface du produit (voir Figure 1).
()
Dans le cas de produits de coulée continue, un taux de corroyage minimal de 8:1 est recommandé avant d'effectuer
l'échantillonnage.
Dans les opérations de formage précédant l'usinage de l'éprouvette, la déformation du produit doit être aussi
uniforme que possible à partir de toutes ses faces.
Dans le cas d'un lingotin de coulée, la section initiale avant déformation doit être au moins trois fois celle
correspondant au diamètre requis de 30 mm à 32 mm.
Par accord particulier, l'éprouvette peut être obtenue par un procédé approprié de moulage et doit être utilisée à
l'état brut de moulage.
© ISO
Les méplats de l'éprouvette doivent avoir leur axe situé à peu près à la même distance de la surface du produit (voir
Figure 1). Dans ce but, l'éprouvette doit être marquée afin que sa position dans la barre puisse être clairement
déterminée.
5.2 Dimensions de l'éprouvette
5.2.1 L'éprouvette doit être constituée par un barreau cylindrique usiné, de 25 mm de diamètre et de 100 mm de
longueur.
5.2.2 L'extrémité de l'éprouvette qui ne sera pas trempée doit avoir un diamètre compris entre 30 mm et 32 mm ou
égal à 25 mm, selon sa forme. Deux exemples d'éprouvettes avec un collet ou une saignée (pour permettre à l'aide
d'un support approprié une mise en position et centrage rapides pour l'opération de trempe) sont donnés à
la Figure 2.
5.2.3 L'éprouvette doit porter, si nécessaire, des repères (sur l'extrémité opposée à l'extrémité destinée à être
trempée), tels qu'ils permettent de retrouver son orientation par rapport au produit d’origine.
5.3 Traitement thermique
Sauf accord contraire, l'éprouvette doit subir un traitement de normalisation avant l'usinage et l'opération de trempe.
Le traitement de normalisation doit être effectué à la température moyenne de la fourchette de température
spécifiée dans la norme de produit. Si la norme de produit ne précise pas une température de normalisation, celle-ci
doit faire l'objet d'un accord particulier ou être choisie par le laboratoire d'essai. La durée de maintien à la
+ 5
température de normalisation doit être de 30 min .
()
Le traitement thermique doit être, dans chaque cas, effectué de façon que l'éprouvette usinée ne présente aucune
trace de décarburation.
5.4 Usinage
La surface cylindrique de l'éprouvette doit être usinée par tournage fin; la surface de l'extrémité à tremper de
l'éprouvette doit avoir un fini raisonnablement fin, obtenu de préférence par rectification, et ne doit pas présenter de
bavures (voir Figure 2).
6 Appareillage
L'appareillage est constitué par un dispositif de trempe de l'éprouvette.
6.1 Le dispositif de trempe comprend essentiellement un moyen d'amenée subite du jet d'eau frappant l'extrémité
de l'éprouvette à tremper. Ceci peut être réalisé par exemple par un robinet à action rapide et un système de
réglage du débit d'eau ou un disque permettant l'ouverture et l'interruption rapide du jet d'eau (voir Figure 3). Dans
le cas du robinet à action rapide, la largeur du tuyau d'arrivée d'eau, derrière le robinet, doit être d'au moins 50 mm,
afin de garantir un écoulement non perturbé de l'eau.
6.2 Les positions relatives de la buse et du support d'éprouvette doivent être telles que la distance entre la buse et
la face à tremper de l'éprouvette soit de (12,5 ± 0,5) mm (voir Figure 3).
6.3 Le support d'éprouvette doit permettre le centrage précis de l'éprouvette au-dessus de la buse et assurer sa
fixité pendant l'arrosage. Il doit être sec lorsqu'on y fixe l'éprouvette; celle-ci doit être protégée contre toute
projection d'eau pendant sa mise en place, ainsi qu'avant et pendant la trempe en bout proprement dite.
6.4 La hauteur du jet d'eau au-dessus du plan de la buse, et en l'absence d'éprouvette, doit être de (65 ± 10) mm
(voir Figure 4).
La température de l'eau dans le tuyau doit être de (20 ± 5) °C.
Dans le cas d'essais comparatifs, les essais doivent être effectués avec la même température de l'eau.
© ISO
L'éprouvette doit être à l'abri des courants d'air pendant le chauffage et la trempe.
6.5
Dimensions en millimètres
Légende
1 Méplats d'essai
Figure 1 — Prélèvement par usinage de l'éprouvette
Dimensions en millimètres
a) Éprouvette à collet b) Éprouvette à saignée
Figure 2 — Dimensions de l'éprouvette
© ISO
Dimensions en millimètres
Légende
1 Dispositif de fixation et de centrage de l’éprouvette
2 Éprouvette en place
3 Disque
4 Buse d’arrosage
5 Vanne à ouverture rapide
6 Tuyau d’amenée d’eau
Figure 3 — Schéma du dispositif de trempe
© ISO
Dimensions en millimètres
Légende
1 Hauteur du jet d’eau libre
2 Diamètre de l’orifice de la buse d’arrosage
Figure 4 — Extrémité de la buse d'arrosage
7 Chauffage et trempe de l'éprouvette
7.1 Chauffage
7.1.1 L'éprouvette doit être chauffée de manière uniforme pendant au moins 20 min et maintenue durant
+ 5
30 min à la température spécifiée par la norme de produit correspondante, ou fixée par convention
()
particulière. Pour certains types particuliers de fours, cette durée peut être déterminée sur la base de résultats
d'expériences préalables établissant la durée minimale nécessaire pour que le cœur de l'éprouvette atteigne la
température voulue (cette température peut être vérifiée au moyen, par exemple, d'un thermocouple disposé dans
un trou percé suivant l'axe de l'éprouvette, côté tête).
7.1.2 Toutes précautions doivent être prises pour minimiser la décarburation de l'éprouvette ou sa carburation et
éviter une oxydation marquée avec formation de calamine.
7.2 Trempe
7.2.1 Le temps écoulé entre la sortie de l'éprouvette du four et le début de l'arrosage ne doit pas excéder 5 s.
Pendant sa sortie du four et son positionnement sur le support, l'éprouvette ne doit être tenue avec une pince que
par l'extrémité qui n'a pas été trempée, soit sur le côté du collet, soit sur le côté de la saignée.
7.2.2 L'arrosage doit durer au moins 10 min. Ce délai écoulé, le refroidissement de l'éprouvette peut être
parachevé par son immersion dans l'eau froide.
8 Préparation pour le mesurage de la dureté après trempe et mesurage
8.1 Préparer, par meulage de la surface, deux méplats pour le mesurage de la dureté, situés à 180° l'un de l'autre
et parallèles à l'axe de l'éprouvette. Dans le cas d'éprouvettes préparées par usinage, les deux méplats doivent être
à la même distance de la surface du
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.